四川省石棉县县城泥石流灾害风险评估

王春山, 巴仁基, 周洪福, 刘宇杰, 邓国仕

(成都地质矿产研究所 成都 610081)

四川省石棉县县城泥石流灾害风险评估

王春山, 巴仁基, 周洪福, 刘宇杰, 邓国仕

(成都地质矿产研究所 成都 610081)

四川省石棉县县城及周边地区泥石流灾害频发，通过石棉县泥石流地质灾害调查资料，以一级分水岭为分界线，采用单沟泥石流风险评估方法对县城及周边地区34条泥石流沟分析,确定了泥石流地质灾害危险性和易损性的主要影响因素，逐一对研究区内的34条泥石流沟分析其危险性、易损性和风险性评价。然后采用由点至面的方法得到了泥石流风险性分布图，进而确定了各风险区的分布范围。结果表明：石棉县城及周边地区泥石流以轻度危险为主，中度危险次之；泥石流承载体为高易损性，泥石流的风险性以中度风险为主，并有一定的分布特征。研究果可为该县汛期地质灾害预警预报及今后治理次序提供参考依据。

石棉县; 泥石流; 危险性评价; 易损性评价; 风险评估

近年来由于极端气候使得我国地质灾害频发，如何能够准确地、快捷地反映区域灾害现状和发展趋势高度地概括和预测地质灾害对人类和财产可能造成的危害程度已成灾害防治中的一项重要的基础性工作。由于泥石流点多面广、成灾速度快且危害严重[1]，成为了工作的难点和重点。泥石流风险性评估作为一种有效的手段为众多的学者应用[2-9]，并取得了良好的效果。石棉县县城及周边近年来多次发生大型泥石流，本文在地质灾害详细调查并收集县市调查资料和社会经济资料的基础上，通过统计分析，从泥石流灾害风险的构成要素、危险性评价、承载体的易损程度评估和风险评估方面阐述石棉县县城泥石流灾害风险的现状，并进行分区，使得在防灾减灾工作中可以对不同风险程度的区域区别对待，突出需要防治的重点区域，为防治工作提供有益的借鉴作用。

1 研究区概况

1.1 地形地貌

石棉县县城位于四川省西南部，雅安地区最南端,距成都370 km，距雅安市210 km，南至西昌196 km,地处青藏高原向四川盆地的过渡地带。地理位置为101°56′27″—102°34′09″E， 28°51′03″—29°32′11″N。大渡河由北向南流入境内，在县城附近折向东,楠垭河为大渡河在石棉县境内的最大一级支流，两者在城区交汇。受大渡河和楠垭河的切割侵蚀作用影响，城区地形地貌特征表现为山高谷深，岸坡陡峻。城区最高海拔2 491 m，最低海拔840 m，相对高差1 651 m，斜坡坡度多在30°以上。

1.2 地层构造

评价区内地层相对简单，以早震旦纪、震旦纪和第四纪地层为主。岩性以震旦系花岗岩分布最广，广泛分布于县城西部大渡河两岸，县城以东地层相对复杂，分布有早震旦系花岗斑岩(大渡河左岸响水沟流域)、辉长岩(楠垭河右岸海子一带)和其他超基性岩(楠垭河右岸尖石包一带)，震旦系流纹岩、凝灰岩夹岩屑砂岩、砾岩、安山岩以及苏雄组、开建桥组酸性熔岩夹玄武岩、安山玄武岩、安山斑岩和火山碎屑岩(大渡河左岸杉树埂一带，楠垭河右岸后沟流域等)。第四系地层主要指冲洪积物和矿渣等人为堆积物，广泛堆积于沟谷河床地带。对该区影响较大的断层主要有两条，分别为石棉—马前门断层和美罗断层。石棉—马前门断层自西西北向东东南穿越该区西部，而美罗断层自北而南穿越该区东缘。

1.3 气 候

气候以亚热带季风气候为基带的山地气候，多年平均年降水量为1 200.9 mm，但分布不均，主要集中于5—9月，占全年降水量的86.4%。为此对石棉站(站台编号56378)从1971—2008年的进行统计可知，最大年降雨量为2002年，该年全年降雨量达到13.860 mm，最大日降雨量为2008年7月21日，为85.4 mm，相关文献[10]也采用了该最大日降雨量。

2 原理及方法

泥石流风险度是指一定区域和时段内,由于泥石流灾害而引起的生命财产和经济活动的期望损失值[10]。依照泥石流风险的定义，应该包括泥石流的危险性和承载体的易损性两部分。相应的风险度计算公式为：

R=HV

(1)

式中：R——泥石流灾害的风险性(风险度)；H——泥石流灾害的危险性；V——泥石流灾害的社会经济易损性。

随着对泥石流风险研究的不断深入，该计算公式已在对泥石流风险研究中被引用[12-13]。目前对于泥石流风险的研究以单沟为主，主要是因为评估面积小，危险性和易损性的指标易获取。但随着社会建设和经济的发展，迫切需要进行区域泥石流风险分析。

3 结果与分析

3.1 危险性评价

危险性是自然灾害的属性，包含了自然灾害的规模和概率。对于泥石流的危险性评价的方法很多，评价因子的选择也不尽相同。一些学者对目前应用较多的评价方法进行了分类总结，结果显示各评价方法具有其优缺点[13]。刘希林提出的泥石流风险评估方法应用较广，也得到了较为满意的效果[14-15]。其泥石流危险性评估模型采用的是多因子综合定量判定模式和计算公式，选择了一次泥石流(可能)最大冲出量、泥石流发生的频率和流域面积等10个主要的因子[16]。表1为研究区各条泥石流沟的相关数据，可以依照评判标准将数值转换成无纲量数据，如表2所示。由于泥石流危险性是反映灾害的属性，而人口密度作为与社会属性相关的因子则不应包括在里面，为此对评估模型稍作调整，去掉了人口密度这一项。将转换后的数值带入泥石流危险度评价公式对每条泥石流沟进行危险性评价，泥石流危险度评价公式：

H单=0.33L1+0.18L2+0.12S1+0.1S2+0.09S3+0.07S4+0.06S5+0.04S6+0.01S7

(2)

式中：H单——泥石流危险度(0≤K1≤1)；L1——1次泥石流(可能)最大冲出量；L2——泥石流发生频率；S1——流域面积；S2——流域切割密度；S3——主沟长度；S4——流域最大相对高差；S5——泥砂补给段长度比；S6——24小时最大降雨量；S7为主沟床弯曲系数。

石棉县县城及周边的范围并未以行政区进行划分，而是以一级分水岭为界限，共包括泥石流沟34条。根据单沟泥石流危险性的判别标准[17]：极低危险 0

3.2 泥石流易损性评价

泥石流易损度评价分单沟泥石流易损度评价和区域泥石流易损度评价两种[16]。其中单沟泥石流易损度评价着重考虑单沟流域内一切人、财、物的潜在最大损失；区域泥石流易损度评价着重于区域的宏观整体特征和地域分异规律，在指标的选择上更考虑指标的区域代表性。本次研究虽然是针对石棉县县城及周边的较大范围内进行的研究，相对整个石棉县来说仍为局部地区，经济发展和地区分异不明显，且每个泥石流沟调查资料详细，可以对单条沟进行易损性评价。泥石流的易损度评价涉及到物质易损度评价、经济易损度评价、环境易损度评价和社会易损度评价，而这四个方面有包含若干子项目，各子项的说明和公式详见刘希林教授的著作[16]。根据单沟泥石流易损度评价模型, 单沟泥石流的易损度计算公式为:

V1单=I+E+L单

(3)

Fv2单=1-exp(0.0035V2单)

(4)

Fv1单=1/{[1+exp(-1.25(logV1单-2))]}

(5)

(6)

式中：V单——单沟泥石流易损度；Fv1——财产指标；V1单——(万元)的转换函数赋值(0-1)；Fv2单——人口指标；V2单——(人/km2)的转换函数赋值(0-1)。

石棉县县城及周边地区人均年收入为1.5万元，人均储蓄存款余额0.5万元，人均拥有的固定资产1万元，土地等级为高度适宜，5岁以上和15岁以下人口比例为0.28，初中及以下学历人口比例为0.8，人口自然增长率为0.01，其他数据见表3。将各项指标带入公式便可得到石棉县城及周边地区泥石流沟的各评价指标，受篇幅所限仅列出易损度评价结果(表4)。评价结果显示，石棉县城及周边地区泥石流易损度在0.649～0.696之间，根据最新单沟泥石流的易损度分级标准:极低易损0

表1 泥石流沟各因子实际值

表2 各因子转换值及评价结果

表3 易损度各子项数值列表

表4 易损度评价结果

3.3 县城泥石流风险评估

根据泥石流风险度计算公式,可得最终得到各条泥石流沟风险度，具体数值如表5所示。

根据单沟泥石流的风险分级标准[15]:极低风险0

表5 风险性评价结果

4 结 论

本项研究成果是在大量的第一手资料为基础，因此更能真实准确地反映研究区内的真实情况。通过对这些泥石流沟的研究得出以下结论：

(1) 石棉县城及其周围泥石流频发，通过对研究范围内34条泥石流沟的研究表明石棉县城及周边地区泥石流的危险性以轻度危险为主，少部分为中度危险，表明泥石流对石棉县城的危害性较大。

(2) 由于石棉县城及周边地区人口较为密集且经济相对繁荣，因此易损性的评估结果表明受泥石流威胁的承载体均为高度易损。

(3) 综合分析表明石棉县的34条泥石流沟多数为中等风险，只有两条泥石流沟为高风险。危险性的分区显示石棉县城附近为低风险或极低风险，沿大渡河和雅楠河分布有中等风险区域。该风险性评价结果为该县汛期地质灾害预警预报及今后治理次序提供参考依据, 并为该县预警体系建设提供良好的建议指标。

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RiskEvaluationofDebrisFlowsinUrbanAreaofShimianCountyofSichuanProvince

WANG Chun-shan, BA Ren-ji, ZHOU Hong-fu, LIU Yu-jie, DENG Guo-shi

(ChengduInstituteofGeologyandMineralResources,Chengdu610081,China)

There are the frequent occurrences of debris flows in and the urban and surrounding areas of Shimian county. Based on detailed investigation of geological hazards in Shimian county, the 34 debris flows are evaluated with single gully debris flow risk assessment method by using a watershed as the segmentation borderline. The main influence factors were determined in terms of debris flow hazard and vulnerability evaluation. Then the hazard and vulnerability of the 34 debris flow gullies were calculated. The results show that the main hazard of debris flow of the study area is light risk, the second is moderate hazard. There is high vulnerability of debris flow bearing body. The main risk of debris flow is moderate, and there are certain distribution characteristics of risk. Finally, the debris flow risk distribution map is made through the analysis from dot to surface. And distribution range of each risk area is determined. The analysis results could provide reference bases for the geological disaster warning and forecasting during the flood season in this county.

Shimian County; debris flow; hazard assessment; vulnerability assessment; risk evaluation

2013-11-06

：2013-11-25

中国地质调查局“大渡河重点地区地质灾害监测预警示范”(1212011014017)

王春山(1979—),男,吉林桦甸人,博士,工程师,主要从事岩土体稳定性方面的研究工作。E-mail:Brown02@126.com

P642.23

：A

：1005-3409(2014)04-0219-05